JP3365472B2 - フッ素ベース磁性流体 - Google Patents
フッ素ベース磁性流体Info
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/44—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids
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- Power Engineering (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Description
流体に関する。更に詳しくは、磁性微粒子をパーフルオ
ロポリエーテル系基油中に分散せしめたフッ素ベース磁
性流体に関する。
面活性剤吸着フェライト類微粒子をパーフルオロポリエ
ーテル系基油中に分散させたフッ素ベース磁性流体にお
いて、フェライト類微粒子に吸着させた界面活性剤とし
て一般式 F[CF(CF3)CF2O]mCF(CF3)COOH (m:3〜50) で表わされるパーフルオロポリエーテルカルボン酸また
はそのアンモニウム塩等が用いられることが記載されて
いる。
リエーテルカルボン酸塩界面活性剤をフェライト類微粒
子に吸着させてパーフルオロポリエーテル系基油中に分
散させただけでは、後記比較例の結果に示されるように
分散性が悪く、基油中での分散不良微粒子量がかなり多
くなって、磁性流体の収率をかなり低下させるばかりで
はなく、得られる磁性流体の飽和磁化値もかなり低くな
り、実用性に欠けるものとなる。また、分散性について
は、上記パーフルオロポリエーテルカルボン酸(塩)のm
値が比較的小さい場合には、その分散性がよくないこと
も米国特許明細書に記載されている。
微粒子とパーフルオロポリエーテル系基油との間の親和
性を高め、真空装置のシール材などとして有効に用いら
れるフッ素ベース磁性流体を提供することにある。
(A)磁性微粒子を、(B)一般式 F[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)X
(RO)sCH2COOM (ここで、Rは低級アルキレン基であり、M
は水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはア
ンモニウム基であり、Xは−COO−基または−CH2O−基で
あり、n,sは1〜100の整数である)で表わされるパーフ
ルオロエーテル(ポリ)アルキレンエーテルカルボン酸ま
たはその塩および(C)一般式 F[CF(CF3)CF2O]pCF(CF3)CONH(CH2)qNH2 F[CF(CF3)CF2O]pCF(CF3)CONH(CH2CH2NH)rH または F[CF(CF3)CF2O]pCF(CF3)CONH(CH2CH2NH)rCOCF(CF3)[OCF
2CF(CF3)]pF (ここで、pは1以上、好ましくは4〜50の整数であり、q
は2〜20の整数であり、rは1〜6の整数である)で表わさ
れるパーフルオロエーテルカルボン酸アミド化合物を用
いて、(D)パーフルオロポリエーテル系基油中に分散せ
しめたフッ素ベース磁性流体によって達成される。
ライト類微粒子が用いられる。フェライト類微粒子とし
ては、任意の方法によって製造されたものが用いられる
ものの、好ましくは純度、粒径の制御、そして何よりも
生産性の点で有利である共沈法によって製造されたフェ
ライト類微粒子、例えばマグネタイト(Fe3O4)、ニッケ
ル・フェライト(NiO・Fe2O3)、マンガンフェライト(MnO
・Fe2O3)、コバルトフェライト(CoO・Fe2O3)、ニッケル
-亜鉛フェライト(Ni・ZnO・Fe2O3)、マンガン-亜鉛フェ
ライト(Mn・ZnO・Fe2O3)、コバルト-亜鉛フェライト(Co
・ZnO・Fe2O3)等が好んで用いられる。
ル、コバルト等の金属またはそれらのホウ化物、窒化
物、炭化物等の微粒子、更にはこれらの金属とマグネシ
ウム、アルミニウム、亜鉛、銅、ニオブ、モリブデン、
ガリウム、インジウム、ジルコニウム、カドミウム、錫
等の少なくとも一種との合金またはそれらのホウ化物、
窒化物、炭化物等の微粒子なども用いることができる。
そのままでは基油中で凝集してしまい、磁性流体を形成
し得ない。そこで、磁性微粒子の表面に基油との親和性
を高め、凝集を防止する必要がある。親和性を高めかつ
凝集を防止するために用いられる化合物は、一分子が親
フッ素基とフェライト類への吸着力の強い極性基によっ
て構成されていることが好ましい。また、親フッ素基に
は、微粒子の凝集を防止するために、ある程度の弾性を
有する鎖長が必要であり、溶媒への溶解性や分散能など
から、パーフルオロエーテル基を持つものが選択され
る。
は、前記一般式で表わされるようなパーフルオロエーテ
ル(ポリ)アルキレンエーテルカルボン酸またはその塩と
共に、前記3種類のパーフルオロエーテルカルボン酸ア
ミド化合物の少なくとも一種が用いられる。かかるパー
フルオロエーテル(ポリ)アルキレンエーテルカルボン酸
(塩)は、下記に記載される如き2段階の合成方法によっ
て容易に得ることができる。
ンエーテルの合成: (1) Xが−COO−基の場合 くり返し単位nが1以上、好ましくは約4〜50のヘキサフ
ルオロプロペンオキシドオリゴマーから導かれる酸フッ
化物 F[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)COF と、くり返し単位sが1〜100、好ましくは1〜30の(ポリ)
アルキレングリコール HO(RO)sH 、特に好ましくはポリエチレングリコールまたはポリプ
ロピレングリコールとの脱フッ化水素化反応によるエス
テル化反応、またはヘキサフルオロプロペンオキシドオ
リゴマーから導かれるカルボン酸のアルキルエステルと
上記(ポリ)アルキレングリコールとのエステル交換反応
によって、パーフルオロエーテル(ポリ)アルキレンエー
テルが合成される。 F[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)COO(RO)sH
かれるカルボン酸を、LiAlH4、NaBH4等の還元剤で還元
して得られたアルコール F[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)CH2OH と、前記(ポリ)アルキレングリコールとを硫酸等の脱水
触媒を用いてエステル化反応させることによって、パー
フルオロエーテル(ポリ)アルキレンエーテルが合成され
る。 F[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)CH2O(RO)sH
ンエーテルカルボン酸(塩)の合成:上記Iの方法で得ら
れたパーフルオロエーテル(ポリ)アルキレンエーテル
に、モノクロロ酢酸ナトリウムClCH2COONaおよび水酸化
アルカリを作用させることによって、カルボン酸ナトリ
ウム塩が得られる。 F[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)COO(RO)sCH2COONa F[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)CH2O(RO)sCH2COONa このナトリウム塩は、塩酸、硫酸等の鉱酸による酸性化
で遊離のカルボン酸に変換され、更にそれを他のアルカ
リ金属、アルカリ土類金属またはアンモニアで中和する
ことにより、カチオン種を交換することができる。
ミド化合物は、ヘキサフルオロプロペンオキシドオリゴ
マーから導かれるカルボン酸の酸フッ化物とα,ω-ジア
ミノアルカンNH2(CH2)qNH2またはポリアミンNH2(CH2CH2
NH)rHを脱フッ化水素化反応させる方法、あるいはヘキ
サフルオロプロペンオキシドオリゴマーから導かれるカ
ルボン酸のアルキルエステルをα,ω-ジアミノアルカン
NH2(CH2)qNH2またはポリアミンNH2(CH2CH2NH)rHとアミ
ノリシスする置換反応によって容易に合成することがで
きる。
ドテロマーカルボン酸もしくはそのアルキルエステル等
に反応させるα,ω−ジアミノアルカンとしては炭素数
が2〜20、好ましくは8〜12のものが用いられる。
炭素数がこれより少ないものを用いると、鎖長が短かす
ぎて凝集が防止されず、一方これより鎖長の長いものを
用いると、磁性流体の粘度特性などが低下するようにな
る。また、これら3種類のパーフルオロエーテルカルボ
ン酸アミド化合物の一般式において、p,q,rの値が
このような範囲内に限定されるのは、これ以外の値のも
のを用いた場合には、得られる磁性流体に分散性の低下
や粘度の増加などの性能低下がみられるためである。
アルキレンエーテルカルボン酸またはその塩類およびパ
ーフルオロエーテルカルボン酸アミド化合物の存在下に
おいて、磁性微粒子をパーフルオロポリエーテル系基油
中に分散せしめることによって調製される。パーフルオ
ロエーテル(ポリ)アルキレンエーテルカルボン酸(塩)
は、磁性微粒子100重量部当り約10〜100重量部、好まし
くは約20〜50重量部の割合で、またパーフルオロエーテ
ルカルボン酸アミド類は、パーフルオロポリエーテル系
基油100重量部当り約1〜150重量部、好ましくは約10〜
80重量部の割合でそれぞれ用いられ、これらは同時にあ
るいは任意の順序で添加されて用いられる。
しては、次のような一般式で表わされるようなものが用
いられ、実際には市販品、例えばNOKクリューバー製品B
ARRIERTAシリーズのもの等を用いることができる。 F[CF(CF3)CF2O]mRf Rf:パーフルオロアルキル基、好ましくは炭素数1〜3の
パーフルオロアルキル基 m:1以上の整数、好ましくは10〜50(平均)
超音波照射等を用いる常法に従って行われるが、この際
フロリナートFC-77(住友3M製品)などのフッ素化有機溶
媒を共存させて分散液の調製を容易とし、調製後用いら
れた有機溶媒を留去し、その後遠心分離して分散不良微
粒子を除去することにより磁性流体を得ることができ
る。
系基油中に分散せしめてフッ素ベース磁性流体を製造す
るに際し、パーフルオロエーテル(ポリ)アルキレンエー
テルカルボン酸またはその塩類およびパーフルオロエー
テルカルボン酸アミド化合物を併用することにより、分
散性良好な磁性流体が得られる。得られたフッ素ベース
磁性流体は、シャフト付き真空装置のシール材などとし
て用いられたとき、真空度およびトルク値の変化量を最
小のものとする効果を奏する。
照射による分散処理を行い、39.6gのフッ素ベース磁性
流体を得た。
ロペンオキシドテロマーカルボン酸メチルエステルとポ
リエチレングリコール(関東化学製品#300)とを、ナトリ
ウムメトキサイド触媒を用いて、80℃で5時間エステル
交換反応を行った後、モノクロロ酢酸ナトリウムと水酸
化ナトリウムを作用させ、フッ素系溶媒(フロリナートF
C72)で抽出することにより製造された。また、上記(C)
成分は、ヘキサフルオロプロペンオキシドテロマーカル
ボン酸メチルエステルに1,12-ジアミノドデカン(東京化
成製品)を120℃で5時間反応させた後、フッ素系溶媒(フ
ロリナートFC72)で抽出することにより製造された。
ピース-永久磁石-ポールピースが15mm径のシャフトに嵌
裝され、その間に形成された空間に充填させて真空シー
ルを構成させた後、真空シール評価装置に設置し、0.01
Torr、1000rpm、700時間の条件下で連続運転したときの
真空度およびトルク値を測定すると、真空度に変化はみ
られず、またトルク値の変化量も1%以下であった。
ール(#300)の代わりにポリエチレングリコール(関東化
学製品#200)を用いて得られたものを同量用い、同様の
結果を得た。
た磁性流体について同様に真空度およびトルク値を測定
すると、真空度に変化はみられず、またトルク値の変化
量も5%以下であった。
ロペンオキシドテロマーカルボン酸メチルエステルに等
モル量のペンタエチレンヘキサミン(東京化成製品)を加
え、120℃で5時間反応させた後、フッ素系溶媒(フロリ
ナートFC72)で抽出し、精製することにより製造され
た。
2CF(CF3)]pF(p:平均15) の同量を用いてフッ素ベース磁性流体を製造し、得られ
た磁性流体について同様に真空度およびトルク値を測定
すると、真空度に変化はみられず、またトルク値の変化
量も5%以下であった。
ロペンオキシドテロマーカルボン酸メチルエステルに1/
2モル量のペンタエチレンヘキサミン(東京化成製品)を
加え、120℃で5時間反応させた後、フッ素系溶媒(フロ
リナートFC72)で抽出し、精製することにより製造され
た。
均15,s:平均4.5) の同量を用いてフッ素ベース磁性流体(39.8g)を製造し
た。
ロペンオキシドオリゴマーカルボン酸メチルエステルか
ら導かれた遊離のカルボン酸をLiAlH4で還元し、得られ
たアルコールをポリエチレングリコール(#200)と濃硫酸
の存在下に120℃で5時間反応させ、その反応生成物に更
にモノクロロ酢酸ナトリウムと水酸化ナトリウムを作用
させ、フッ素系溶媒(フロリナートFC72)で抽出し、精製
することにより製造された。
ピース-永久磁石-ポールピースが15mm径のシャフトに嵌
裝され、その間に形成された空間に充填させて真空シー
ルを構成させた後、真空シール評価装置に設置し、0.01
Torr、500rpm、500時間の条件下で連続運転したときの
真空度およびトルク値を測定すると、真空度に変化はみ
られず、またトルク値の変化量も1%以下であった。
微粒子の分散性は不良であり、磁性流体を得ることがで
きなかった。
磁性流体を得ることはできるが、真空度の低下がみら
れ、またトルク値の変化量も10%以上であった。
Claims (3)
- 【請求項1】 (A)磁性微粒子を、(B)一般式 F[CF(CF3)
CF2O]nCF(CF3)X(RO)sCH2COOM (ここで、Rは低級アルキ
レン基であり、Mは水素原子、アルカリ金属、アルカリ
土類金属またはアンモニウム基であり、Xは−COO−基ま
たは−CH2O−基であり、n,sは1〜100の整数である)で
表わされるパーフルオロエーテル(ポリ)アルキレンエー
テルカルボン酸またはその塩および(C)一般式 F[CF(C
F3)CF2O]pCF(CF3)CONH(CH2)qNH2 (ここで、pは1以上の
整数であり、qは2〜20の整数である)で表わされるパー
フルオロエーテルカルボン酸アミド化合物を用いて、
(D)一般式 F[CF(CF3)CF2O]mRf (ここで、Rfはパーフル
オロアルキル基であり、mは1以上の整数である)で表わ
されるパーフルオロポリエーテル系基油中に分散せしめ
たフッ素ベース磁性流体。 - 【請求項2】 (A)磁性微粒子を、(B)一般式 F[CF(CF3)
CF2O]nCF(CF3)X(RO)sCH2COOM (ここで、Rは低級アルキ
レン基であり、Mは水素原子、アルカリ金属、アルカリ
土類金属またはアンモニウム基であり、Xは−COO−基ま
たは−CH2O−基であり、n,sは1〜100の整数である)で
表わされるパーフルオロエーテル(ポリ)アルキレンエー
テルカルボン酸またはその塩および(C)一般式 F[CF(C
F3)CF2O]pCF(CF3)CONH(CH2CH2NH)rH (ここで、pは1以
上の整数であり、rは1〜6の整数である)で表わされるパ
ーフルオロエーテルカルボン酸アミド化合物を用いて、
(D)一般式 F[CF(CF3)CF2O]mRf (ここで、Rfはパーフル
オロアルキル基であり、mは1以上の整数である)で表わ
されるパーフルオロポリエーテル系基油中に分散せしめ
たフッ素ベース磁性流体。 - 【請求項3】 (A)磁性微粒子を、(B)一般式 F[CF(CF3)
CF2O]nCF(CF3)X(RO)sCH2COOM (ここで、Rは低級アルキ
レン基であり、Mは水素原子、アルカリ金属、アルカリ
土類金属またはアンモニウム基であり、Xは−COO−基ま
たは−CH2O−基であり、n,sは1〜100の整数である)で
表わされるパーフルオロエーテル(ポリ)アルキレンエー
テルカルボン酸またはその塩および(C)一般式 F[CF(C
F3)CF2O]pCF(CF3)CONH(CH2CH2NH)rCOCF(CF3)[OCF2CF(CF
3)]pF(ここで、pは1以上の整数であり、rは1〜6の整数
である)で表わされるパーフルオロエーテルビスカルボ
ン酸アミド化合物を用いて、(D)一般式 F[CF(CF3)CF2O]
mRf (ここで、Rfはパーフルオロアルキル基であり、mは
1以上の整数である)で表わされるパーフルオロポリエ
ーテル系基油中に分散せしめたフッ素ベース磁性流体。
Priority Applications (3)
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JP27397196A JP3365472B2 (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | フッ素ベース磁性流体 |
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---|---|---|---|
JP27397196A JP3365472B2 (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | フッ素ベース磁性流体 |
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JPH10106822A JPH10106822A (ja) | 1998-04-24 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP27397196A Expired - Lifetime JP3365472B2 (ja) | 1996-07-31 | 1996-09-26 | フッ素ベース磁性流体 |
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Families Citing this family (3)
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CN114341094B (zh) | 2019-09-18 | 2024-01-12 | 株式会社力森诺科 | 含氟醚化合物、磁记录介质用润滑剂及磁记录介质 |
US11905365B2 (en) | 2019-12-26 | 2024-02-20 | Resonac Corporation | Fluorine-containing ether compound, lubricant for magnetic recording medium, and magnetic recording medium |
-
1996
- 1996-09-26 JP JP27397196A patent/JP3365472B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPH10106822A (ja) | 1998-04-24 |
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